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배기가스 및 오염은 현대 자동차 시대를 거의 정의했습니다. 그리고 1975년부터 청정대기법(Clean Air Act)이 도입되면서 보다 깨끗한 연소 엔진이 최우선 순위가 되었습니다. 그러나 제조업체에서는 배기관 배기가스 배출을 줄이기 위해 다양한 기술을 시도했지만, 그 중 널리 알려진 부품은 바로 촉매 변환기입니다.
하지만 그것은 무엇을 하는가? 어떻게 작동하나요?
도로 주행 및 차량 등록을 보장하려면 거의 모든 주에서 제대로 작동하는 촉매 변환기가 필요합니다. 그들은 또한 잠시 동안 도둑들에게 큰 사업이었습니다. 하지만 촉매 변환기가 무엇인지, 어떻게 작동하는지, 왜 모든 새 자동차에 최소한 하나 이상의 촉매 변환기가 장착되어 있는지 알아보겠습니다.
엔진은 본질적으로 불결한 기계입니다. 연료와 공기를 혼합하고, 압축하고, 점화하고, 점화에서 발생하는 폭발을 분당 수천 번 사용하여 자동차를 앞으로 나아가게 합니다. 모든 연소에는 극도로 복잡한 화학 반응이 있어 이산화탄소(CO2)와 같은 유해한 탄소 화합물이 배출됩니다. 그러나 악명 높은 NOx를 형성하는 산화질소와 이산화질소와 같은 다른 유해 배출물도 있습니다.
1998 Lexus GS 400의 촉매 변환기. 공기 흐름의 원형 패턴에 주목하세요. 크리스 로살레스 촉매 변환기는 문자 그대로 배기 가스를 깨끗하고 매우 흥미로운 방식으로 제거합니다. 벌집과 유사한 모양의 조밀한 세라믹 매체로 형성되며, 촘촘한 큐브 웹을 형성하는 평방 인치당 수백 개의 "셀"이 있습니다. 세라믹 매체 위에는 일반적으로 백금, 로듐, 팔라듐이 혼합된 아주 작은 귀금속 층이 도포됩니다. 세륨, 철, 망간, 니켈 및 구리와 같은 일부 변환기에는 더 많은 기존 금속이 있습니다. 하지만 활성 성분은 귀금속입니다.
촉매 변환기는 배기가스 열에 크게 의존하여 작동합니다. 차가울 때는 거의 아무런 이점을 제공하지 않기 때문에 현대 자동차에는 일반 유휴 상태와 소리와 느낌이 다른 콜드 스타트 프로그램이 있습니다. 성냥처럼 촉매 변환기에 불을 밝히기 위해 추가 공기 펌프와 추가 연료가 주입되는 경우가 많습니다. 화씨 750도 정도에 도달하면 변환기는 최대 작동 용량에 도달합니다.
크리스 로살레스 그래야만 울창한 귀금속 숲이 내연 기관의 배기 가스를 심각하게 정화할 수 있습니다. 연소실에서 직접 나오는 CO2 및 NOx와 같은 앞서 언급한 가스는 배기 가스에서 거의 제거됩니다. 하버드 대학교의 한 기사에 따르면, 배기가스에서 발생하는 유해 오염물질의 거의 98%가 제거된다고 합니다.
1975년에는 세상이 많이 달라졌습니다. 특히 스모그가 심한 제 고향 로스앤젤레스에서는 더욱 그렇습니다. 사람들은 공기 질이 좋지 않아 천식과 같은 호흡기 질환이 발생하고 호흡기 질환에 걸리기 쉽습니다. 내연기관에서 배출되는 배기가스로 인해 건강에 위험이 제기되었으며, 유연 휘발유 시대에는 두 배나 더 위험해졌습니다.
게티 EPA(환경 보호국)가 배기관 배출에 대한 새로운 규정을 발표했을 때 촉매 변환기는 1975년 이후 거의 모든 자동차의 표준 장비가 되었습니다. 1975년형 Honda Civic CVCC는 촉매 변환기 없이 낮은 배기가스 배출을 달성한 등 거의 예외가 없었습니다. 그러나 배기가스 규제가 더욱 강화된 이후 Honda는 촉매 변환기가 없는 환경을 설계할 수 없었습니다.
공기 중 유해 가스를 거의 완벽한 효율로 정화하는 촉매 변환기는 거의 50년 전보다 공기가 훨씬 더 깨끗해지는 이유에 대한 가장 중요한 요소 중 하나입니다. 일부 매니아들은 여전히 컨버터가 성능을 저하시킨다는 생각을 갖고 있지만, 사실은 현대 컨버터가 사실상 흐름 제한을 전혀 제공하지 않는다는 것입니다. 더 깨끗하고 성능 저하가 최소화됩니다. 변환기가 없으면 우리의 공기는 숨쉬기가 훨씬 더 어려워질 것입니다.
더러운 공기를 매우 깨끗하게 만드는 귀금속의 아이디어만큼 기적적인 촉매 변환기에는 주의 사항이 있습니다. 즉, 수명이 제한되어 있으며 특수 배기 경로를 갖춘 현대 자동차에서 교체하는 데 비용이 많이 듭니다. 보다 보편적인 스타일의 배관을 갖춘 초기 자동차는 훨씬 저렴해집니다. 캘리포니아와 뉴욕 같은 일부 주에서는 값비싼 촉매 변환기 교체로부터 소비자를 보호하기 위해 재료와 수명이 의무화되어 엄격하게 규제됩니다. 다른 주에서는 밀도가 낮고 가격이 비싸지만 배기가스 정화 효율이 떨어지는 기성 변환기를 허용합니다.
게티 일반적으로 촉매 변환기는 적어도 100,000마일 이상은 주행할 수 있어야 합니다. 자동차의 최신 온보드 컴퓨터 시스템은 촉매 변환기 성능을 모니터링하고 수명이 다하면 경고를 보낼 수 있습니다.
변환기의 수명에 영향을 미치는 다른 요소도 있습니다. 오일을 연소하는 엔진은 촉매 변환기를 파괴하는 경향이 있습니다. 왜냐하면 모터 오일은 변환기의 아주 작은 셀을 코팅하여 가스가 귀금속과 화학적으로 접촉하는 것을 불가능하게 만들기 때문입니다. 열 순환 및 사용 또한 변환기를 만들거나 끊을 수 있습니다. 컨버터에 열을 전달하는 일반 장거리 드라이브가 수명을 연장하는 데 가장 좋습니다.
질문. 집에서 촉매 변환기를 변경할 수 있나요?
아. 네, 아주 쉽습니다. 가격은 비싸지만 대부분의 주에서 온라인으로 구입할 수 있습니다. 캘리포니아에서는 중고 촉매 변환기 판매가 금지되어 있으며, 캘리포니아에서는 특정 인증 변환기가 필요합니다. 귀하의 자동차에 딱 맞는 제품을 구입하는 한 그것은 정결한 것이어야 합니다.
질문. 촉매 변환기 없이 자동차가 달릴 수 있나요?
아. 그렇습니다. 자동차는 촉매 변환기 없이 운행됩니다. 하지만 하나도 없으면 배출 테스트를 통과할 수 없습니다. 따라서 이를 요구하는 자동차는 그것이 없으면 도로 주행이 가능한 것으로 간주되지 않습니다.
질문. 내 촉매 변환기가 도난당했는지 어떻게 알 수 있나요?
아. 도둑이 촉매 변환기를 잘라내기만 하면 자동차를 도난당한 경우 자동차 소리가 평소보다 훨씬 더 커질 것입니다. 배기 시스템의 상당 부분이 누락되어 있기 때문에 빠른 육안 테스트는 누군가가 귀하의 차량을 훔쳤는지 확인할 수 있는 확실한 방법이기도 합니다.
